DE19813957C2 - Insassenschutzsystem mit einer Zentraleinheit, Sensoren und mehreren mittels eines BUS-Systems kommunikationsfähig verbundenen Steuermodulen zur Auslösung von Insassenschutzeinrichtungen - Google Patents
Insassenschutzsystem mit einer Zentraleinheit, Sensoren und mehreren mittels eines BUS-Systems kommunikationsfähig verbundenen Steuermodulen zur Auslösung von InsassenschutzeinrichtungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Insassenschutzsystem mit einer Zentraleinheit,
Sensoren und mehreren mittels eines BUS-Systems kommunikationsfähig
verbundenen Steuermodulen zur Auslösung von Insassenschutzeinrich
tungen, insbesondere in Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Derartige Insassenschutzsysteme sind beispielsweise aus der DE 196 53 794 A1 oder der DE 196 16 293 A1
zu entnehmen. Darin wird auch die bidirektionale Datenübertragung zur
Diagnose der Steuermodule beschrieben, bei der vorzugsweise von der
Zentraleinheit eine Steuerinformation, im folgenden als Diagnoseanfrage
bezeichnet, an die Steuermodule gesendet wird und diese darauf mit einer
Kontrollinformation bzw. Diagnoseantwort antworten. Dieser Diagnose
betrieb dient zur zyklischen Überprüfung der Funktionsfähigkeit und
einzelner Funktionsparameter der Steuermodule der Insassenschutz
einrichtungen.
Die für Insassenschutzsysteme charakteristischen Sensoren, bspw. die Be
schleunigungssensoren, die zukünftig ergänzt werden durch Sitzbelegungs-
und Positionssensoren, Gurtschloßsensoren, Näherungssensoren ect.
wurden bisher immer separat und einzeln mit der Zentraleinheit ver
bunden. Diese senden üblicherweise kontinuierlich und einseitig Sensor
signale an die Zentraleinheit. Der Aufwand für die Verdrahtung und
Steuerung in der Zentraleinheit sowie die Anzahl der Eingänge der
Zentraleinheit nimmt dabei immer mehr zu. Im Artikel von Herrn Bischoff:
"Vernetzte Rückhaltesysteme", Automobil-Produktion Juni 1997, Heft 3/97, S.
84 f. wurden bereits Sensoren in einem BUS-System zur Auslösung von
Insassenschutzeinrichtungen, einem sogenannten Zündbus, ansatzweise
beschrieben, wobei die Art und Weise der Einbindung in das BUS-System
nicht entnommen werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Insassenschutzsystem vorzustellen, bei
dem der Verdrahtungsaufwand mit einfachen Mitteln durch Einbindung der
Sensoren reduziert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patent
anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
Grundgedanke der Erfindung ist es, neben den Steuermodulen der
Insassenschutzeinrichtungen auch die der Sensoren über dieses BUS-System
miteinander sowie mit der Zentraleinheit zu verbinden und so den
Verdrahtungsaufwand deutlich zu verringern. Dies ist um so mehr
vorteilhaft, als daß die Sensoren meist räumlich im Fahrzeug über nicht
unwesentliche Strecken entfernt von der Zentraleinheit verteilt sind,
jedoch in einer Vielzahl von Fällen gerade in diesen Bereichen auch
Insassenschutzeinrichtungen räumlich angeordnet sind. Zum Teil werden
diese bereits zu sogenannten ausgelagerten Assistenten zusammengefaßt.
Dann sind die Sensoren jedoch nicht mehr (direkt) mit der Zentraleinheit
verbunden. Unter Ausnutzung gerade des bisher zur Diagnose der
Steuermodule der Insassenschutzeinrichtungen eingesetzten bidirektio
nalen Dialogs ist es äußerst einfach möglich, zumindest bestimmte einzelne
Sensoren über dieses BUS-System an die Zentraleinheit anzubinden, indem
den Sensoren entsprechende Steuermodule zugeordnet werden, die auf die
Diagnoseanfrage hin den aktuellen Sensorwert als Diagnoseantwort zurück
senden. Der besondere Vorteil besteht hier außerdem darin, daß nahezu
identische Steuermodule wie die für die Insassenschutzeinrichtungen
verwendet werden können und zusätzlich das softwaretechnische
Übertragungsprotokoll nahezu unverändert bleiben kann, da für dieses
quasi einzig die Anzahl der Steuermodule steigt, der Dialog jedoch äußerlich
zunächst identisch ist.
Indem man neben der Zentraleinheit, wie bisher üblich, auch die
Steuermodule der Insassenschutzeinrichtungen mit Mitteln versieht, die
eine Erfassung der als Diagnoseantwort auf das BUS-System übertragenen
Sensorsignale ermöglichen, kann Prozessorlogikaufwand von der Zentral
einheit auf die einzelnen Steuermodule verteilt werden, wodurch sich
deren Reaktionsmöglichkeiten erhöhen.
Zur Einbindung von Sensoren in das BUS-System eines Insassenschutz
systems ist jedoch eine zykliche Erfassung der zu sensierenden Größe
erforderlich. Die Zykluswiederholzeitdauer, also die Zeitdauer zwischen zwei
Diagnose- bzw. Abfragezyklen für das Steuermodul eines Sensors ist
aufgrund der immer begrenzten Datenübertragungsgeschwindigkeit dabei
zu berücksichtigen. Eine Vielzahl von Steuermodulen führt bspw. beim
sequenziellen Zeitmultiplex zu einer höheren Anzahl von Zeitfenstern inner
halb eines Protokollrahmens und einer daher nicht immer vernachlässigbar
langen Zykluswiederholzeitdauer.
Einige der für das Insassenschutzsystem wichtigen zu sensierenden Größen
weisen dabei eine hohe Dynamik, also eine hohe zeitliche Änderungs
geschwindigkeit auf. So sind bspw. die Beschleunigungssignale sehr dyna
misch. Insassenschutzsysteme sind aufgrund der kurzen Zeitspanne
zwischen erstem erkennbaren Sensorsignal und dem Zeitpunkt, in dem die
Insassenschutzeinrichtungen ausgelöst werden müssen, um noch optimal
zur Wirkung zu kommen, jedoch auch besonders zeitkritisch.
Es kann daher vorteilhaft sein, nur die Sensoren über Steuermodule in das
BUS-System einzubinden, deren zu sensierende Größe sich in bezug auf die
kürzestmögliche Zykluswiederholzeitdauer relativ langsam oder bspw. im
Ruhezustand bei stehendem Fahrzeug ändert.
Durch eine entsprechend der Änderungsgeschwindigkeit der zu sensier
enden Größe angepaßte Zykluswiederholzeitdauer ist selbstverständlich
ebenso eine Erfassung aller Änderungen gewährleistbar. Dies ist im Einzelfall
anhand der konkreten technischen Gegebenheiten zu prüfen.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist es, die Diagnoseabfrage und/
oder -antwort von Steuermodulen zumindest einzelner Sensoren zu unter
binden, wenn bereits eine einen sicherheitskritischen Zustand anzeigende
Steuerinformation, insbesondere ein Auslösebefehl an wenigstens eines der
Steuermodule gesandt wurde.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und
Figuren näher erläutert.
Fig. 1 Bussystem mit Steuermodulen zur Auslösung von Insassen
schutzeinrichtungen und für Sensoren
Fig. 2 Übertragungsprotokoll mit Broadcast-Diagnoseabfrage und
symmetrischem Zeitmultiplex der einzelnen Steuermodule
Fig. 3 Übertragungsprotokoll mit Broadcast-Diagnoseabfrage und
asymmetrischem Zeitmultiplex, bei dem das Steuermodul des
Sensors in jedem zweiten Zeitfenster antwortet
Fig. 1 zeigt ein Insassenschutzsystem mit einer Zentraleinheit 1, Sensoren
se und s1 und mehreren mittels eines BUS-Systems über einen der I/O-Ports
I/O x der Zentraleinheit 1 kommunikationsfähig verbundenen Steuer
modulen M1, M3 ff. zur Auslösung von Insassenschutzeinrichtungen I1, I2 ff.
Der Sensor se ist wie herkömmlich separat mit der Zentraleinheit 1 ver
bunden, da dieser Sensor se sich sehr schnell ändernde Größen, bspw. die
auf das Fahrzeug wirkende Beschleunigung analog erfaßt. Um eine quasi
Echtzeitverarbeitung des Signals zu gewährleisten, wurde dieser Sensor
nicht in das Bussystem integiert.
Der Sensor s1, bspw. ein Gurtschloßsensor, ändert hingegen seinen Zustand
langsamer bzw. in einem nicht sicherheitskritischen Zeitbereich, bspw. bei
stehendem Fahrzeug. Dieser Sensor S1 wird über das Steuermodul M2 in das
Bussystem integriert. Die Steuermodule M1 ff. sind vorzugsweise alle
identisch aufgebaut und werden für ihre Funktion softwaremäßig pro
grammiert.
Aus den Fig. 2 und 3 kann die Einbindung der Sensoren in den Prozeß
aus Diagnoseanfrage und Diagnoseantwort besonders gut nachvollzogen
werden. In beiden Figuren wird die Diagnoseanfrage 2 der Zentraleinheit 1
als Broadcastanfrage dargestellt, also an alle Steuermoduel M1 ff. gemein
sam. Dadurch verkürzt sich nochmals die Protokollzyklusdauer. Grundsätz
lich ist aber auch eine individuelle Diagnoseanfrage über die Adresse der
Steuermodule möglich.
Auf die Diagnoseanfrage 2 hin antworten die Steuermodule Mx mit ihrer
jeweiligen Diagnoseantwort 3.Mx. Während dies für die Steuermodule
M1, M3 ff. der Insassenschutzeinrichtungen I1, I2 ff. vornehmlich nur eine
Statusinformation, bspw. defekt/nicht defekt, ist, wird vom Steuermodul M2
als Diagnoseantwort 3.M2 ein aktueller Sensorwert des Sensors s1 auf die
Diagnoseanfrage 2 hin auf das BUS-System gesendet. Diese Diagnoseantwort
3.M2 kann neben der Zentraleinheit 1 auch in den einzelnen Steuermodulen
M1, M3 ff. der Insassenschutzeinrichtungen I1, I2 ff. erkannt und berück
sichtigt und ggfs. in diesen Aktionen ausgelöst werden. Nach der Diagnose
antwort 3.M2 antworten in Fig. 2 zunächst noch alle anderen Steuermodule
M3 ff., bis nach einer erneuten Diagnoseanfrage 2 der Zentral
einheit 1 hin der Prozeß wiederholt wird.
Im Gegensatz dazu sieht der Prozeß in Fig. 3 einen asymmetrischen
Zeitmultiplex auf dem BUS-System vor. Zwischen den Diagnoseantworten
3.M1, 3.M3 ff. der Steuermodule M1, M3 ff. der Insassenschutzeinrichtungen
I1, I2 ff. wird jedes Mal vom Steuermodul M2 ein aktueller Sensorwert s1a,
s1b, s1c u. s. w. des Sensors s1 auf das BUS-System gesendet. Das Steuermodul
des Sensors s1 antwortet also im Vergleich zu den Steuermodule M1, M3 ff.
der Insassenschutzeinrichtungen I1, I2 ff. viel häufiger. Die Zentraleinheit 1
sowie eventuell auch die Steuermodule M1, M3 ff. der Insassenschutz
einrichtungen I1, I2 ff. erhalten daher viel schneller einen sich ändernden
Sensorwert s1 übermittelt.
Claims (5)
1. Insassenschutzsystem mit einer Zentraleinheit (1), Sensoren (se, s1) und
mehreren mittels eines BUS-Systems kommunikationsfähig ver
bundenen Steuermodulen (M1, M3, . . .) zur Auslösung von Insassen
schutzeinrichtungen (I1, I2, . . .), insbesondere in Kraftfahrzeugen, bei dem
die Steuermodule (M.x) auf eine Diagnoseanfrage (2) hin eine Diagnose
antwort (3.Mx) auf das BUS-System zurücksenden, dadurch
gekennzeichnet, daß im BUS-System wenigstens ein Steuermodul (M2)
vorgesehen ist, welches mit wenigstens einem der Sensoren (s1) zur
Erfassung des jeweiligen Sensorsignals verbunden ist und die Steuer
module (M2) der Sensoren (s1) auf die Diagnoseanfrage (2) hin einen
aktuellen Sensorwert als Diagnoseantwort (3.M2) auf das BUS-System
zurücksenden.
2. Insassenschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in den Steuermodulen (M1, M3, . . .) der Insassenschutzeinrichtungen
(I1, I2, . .) Mittel vorgesehen sind, mit denen die auf das Bus-System über
tragene Diagnoseantwort (3.M2) direkt ausgewertet werden.
3. Insassenschutzsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der mittels des Sensors zu
sensierenden Größe zyklisch mit einer vorgegebenen Zykluswiederhol
zeitdauer eine Diagnoseanfrage an das jeweilige Steuermodul durch
geführt wird und
- a) von allen Sensoren des Insassenschutzsystems nur die im Bus-System mit den Steuermodulen zur Auslösung der Insassenschutzeinrichtungen vorgesehen sind, deren zu sensierende Größe eine gegenüber der Zykluswiederholzeitdauer zeitlich geringere Änderungsgeschwindigkeit aufweisen
- b) oder die Zykluswiederholzeitdauer an die zeitliche Änderungs geschwindigkeit angepaßt kurz gewählt wird.
4. Insassenschutzsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
im Bus-System mit den Steuermodulen zur Auslösung der Insassen
schutzeinrichtungen die Steuermodule für Sensoren für zu sensierende
Größen vorgesehen sind, die sich im allgemeinen langsam und vorzugs
weise im Ruhezustand eines Kraftfahrzeuges ändern, insbesondere
Sitzbelegungsschaltsensoren und/oder Gurtschloßsensoren.
5. Insassenschutzsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Diagnoseabfrage und/oder -antwort von Steuermodulen zumindest
einzelner Sensoren unterbleibt, wenn von der Zentraleinheit eine einen
sicherheitskritischen Zustand anzeigende Steuerinformation, ins
besondere ein Auslösebefehl wenigstens eines der Steuermodule einer
der Insassenschutzeinrichtungen, gesandt wurde.
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